1. 운동역학 관련 자료실.
울산대학교 제공 공개강의- 단원별 요약.등.
http://ocw.ulsan.ac.kr/CourseLectures.aspx?CollCd=11194&DeptCd=11204&CourseNo=20091E0084601
2. 운동역학 요약 정리
1. 운동역학 개요
운동역학 정의
역학, 생리학, 해부학적 기초지식을 활용, 인체운동 이해
영역 - 정역학 / 동역학 / 운동학(공간/시간 고려해 운동의 변위, 속도 등) / 운동역학(운동의 원인이 되는 힘 측정, 그 작용을 연구)
운동역학의 목적과 내용
목적 - 동작 신기술 개발, 효율성 극대화, 상해원인 분석, 운동장비 개발
필요성 - 학습효과 극대화, 경기력 향상
연구영역 - 운동동작 분석/개발, 기구 개발과 평가, 측정방법과 자료처리 기술 개발
연구방법 - 정성적 / 정량적(현장적용 한계)
2. 운동역학 개요
해부학적 기초
인체의 근골격계 - 골격 + 근육
해부학적 자세 - 앞을 보고, 팔의 손바닥은 앞을 향하며, 발을 붙이고 똑바로 서있는 상태. 상부 - 머리, 하부- 발끝
해부학 방향용어 - 수평면(횡단면) , 수직면(앞쪽/뒤쪽) , 내측(인체중심쪽), 외측, 내번(발바닥 안쪽 드는 동작), 외번, 저측(발바닥쪽), 배측(발등쪽)
근위(운동이나 근육이 시작), 원위(끝나는부분)
운동축 - 좌우축(좌우 통과) 전후축(전후 통과) 장축(위아래 통과)
운동면 - 전후면(전후축이 면으로 확장), 좌우면(좌우축 확장) 횡단면(인체 상하로 나눔)
관절운동 - 굴곡(관절 각 감소), 신전(각 증가) 내전(중심선에 가까워지는 운동), 외전(멀어지는운동)
운동의 종류
운동 정의 - 위치나 장소 바꾸는 작용
운동의 원인 - 힘, 관성(질량에 비례), 근육의 단면적에 비례하는 힘인 근력 작용
운동형태 - 병진운동(선), 회전운동(각), 복합운동(선+각)
3. 인체역학
인체의 물리적 특성
체중(무게) / 질량 / MKS단위(m,kg,s)
무게중심 - 남자(배꼽 1인치 위, 어깨 무게), 여자(배꼽 밑, 엉덩이), 무게중심이 이동한 거리는, 얼마나 많은 질량이 얼마나 많이 움직였는가에 따라 달라짐
인체 평형과 안정성
평형과 균형 - 협응과 조절, 균형유지 해야, 안정성(평형상태 깨트리기 어려운 정도)
기저면과 안정성 - 기저면(물체가 지면에 접촉하고 있을때, 그접촉점들을 연결시킨 면적), 기저면 클수록 안정성 높음
무게중심선이 기저면 안에, 중앙에 가까울수록 안정성 증가. 기저면 넓을 수록 증가
인체의 구조적 특성
지레 3요소 - 축(관절), 저항점(분절의 무게중심, 뼈, 지렛대 역할), 힘점(주동근의 착점)
힘팔 - 힘이 작용되는 지점부터 축까지 거리, 저항팔 - 저항이 작용하는 지점에서 축까지 거리
1종지레 - 가위, 시소 FAR 힘점(F) 받침점(A) 작용점(R)
2종지레 - 뒷꿈치 들기, 팔굽혀 펴기, ARF, 힘팔(FA)>작용팔(RA)
3종지레 - 바벨들고, AFR, 힘팔<작용팔
바퀴와 축 제1유형 - 바퀴에 힘을 가해, 축에서 보다 큰 힘을 얻고자 하는경우. 2종지레와 유사
제2유형 - 축에 힘을 가해, 바퀴에서 빠른 회전력 얻고자, 3종 지레와 유사
4. 운동학의 스포츠적용
선운동의 운동학적 분석
거리(스칼라) / 변위(벡터, 크기+방향성), 속력/속도, 가속도
포물선운동 - 수평방향 등속도, 수직방향 가속도
투사높이 / 투사각도(45도에서 가장 큰 투사거리) / 투사속도(수평속도 + 수직속도의 합, 최고점 높아짐)
각운동의 운동학적 분석
각운동 - 회전운동 / 각운동
각거리(이동한경로를 측정한 총각도의 크기, 0~360), 각변위(시계방향이 -), 각속력(=각거리/소요시간), 각속도(각변위/소요시간)
신체분절의 선속도가 일정할때의 각가속도는 회전반경을 짧게함으로써 증가시킬 수 있음
5. 운동역학의 스포츠적용
선운동의 운동역학적 분석
힘의3요소 - 방향, 크기(뉴턴 N), 작용점 -> 벡터로 표기
추진력(운동유발) 저항력(운동방해)
힘의 합성 Fx^2 + Fy^2 +2FxFy*cos@
힘의 종류 - 근력(근육수축에 의해, 최대강축에서 발생하는 힘을 절대근력), 중력(만유인력+원심력), 마찰력(F=NA, N=무게, A=마찰계수)
정지마찰력, 미끄럼마찰력(운동~), 구름마찰력(물체의 형태가 접촉면에서 변형됨에 따라 생기는 마찰력, 타이어 저압일때 크다)
부력 , 항력(유체에서 이동하는 물체는 운동방향의 정면으로 받게되는 힘, 단면적 크기에 비례, 이동속도 제곱에 비례)
양력(물체 주변의 유체의 상대속도 차이에 의해서 물체의 이동방향에 수직으로 작용하는 힘, 속도 증가할수록 압력 감소)
마그너스효과(회전하며 이동하는 공의 윗부분과 아랫부분의 압력차이에 의해 공의 경로가 굽어지는 현상, 탑스핀 - 위에서 봤을때 공이 진행방향과 일치, 낙하촉진)
뉴턴 - 1관성, 2가속도, 3작용반작용
운동량 = 물체의 질량 * 속도 = mv
충격량 = 힘(충격력)*작용시간 = 운동량의 변화량
선운동량 보존의 법칙 (뉴튼 1/3법칙적용)
탄성 - 완전탄성(탄성계수 1), 완전비탄성(탄성계수0) , 탄성계수 = 충돌후 상대속도/충돌전 상대속도
각운동의 운동역학적 분석
토크(힘의 모멘트) - 물체의 회전을 일으키는 원인
토크 = 편심력 * 모멘트팔(힘의 작용선으로부터 회전축까지의 거리) = 관성모멘트 * 각가속도= F*d
내력(내적토크,형상을 유지하기 위해 내부에서 버티는 힘, 반작용력, 마찰력 등), 외력(외적토크, 외부로받는 힘)
관성(물체의 운동상태에서 변화에 대한 저항), 관성모멘트(회전운동/각운동에서 저항), 각관성(물체의 질량, 질량분포에 따라 결정)
뉴튼각운동법칙- 각관성. 각가속도(F=ma), 각반작용
각운동량(관성모멘트 * 각속도 = Iw) / 회전충격량
구심력 = F = mv^2/r 질량 속도 반지름, 원의 중심으로 향하는 힘
원심력 = 원의 중심으로부터 멀리 벗어나고자 하는 힘
6. 일과 에너지
일과 일률
일 = F * d 1J = 1N * 1m
일률 = 일의양 /걸린시간 = F * d / t
에너지
스칼라량, 단위는 J
운동에너지 = 1/2*mv^2
위치에너지 = mgh
탄성에너지 = 1/2*kx (탄성계수, 변형의 크기)
역학적 에너지 보존 법칙 = 운동에너지 + 위치에너지 = 일정
인체에너지효율 = 역학적 일의양 / 소모한 에너지양 * 100
7. 다양한 운동기술의 분석
동작분석
인체운동의 구성요소인 동작을 분석하는것, 영상분석 가장많이함
초고속 비디오카메라, 동작의 개선점 등을 제공할 수 있음. 각도(자세), 가속도, 속도 제공
힘분석
물체가 변형되거나 이동하는 변화상태를 이용하여 측정
지면반력기 / 스트레인게이지(사용기구에 부착, 물체 변형) / 근전도기(근육에서 발생하는 힘, 근수축으로 전위차 생기는 현상)
근전도분석
근활동전류를 유도해서 증폭, 미소전극을 근에 꽂고 단일 신경근 단위 탐지, 안근/손가락 등도 가능
표면전극(큰근육,근육군), 침전극/미세전즉(미세근육분석, 안정성 및 활동제약 많음)
활동근육의 종류, 시기, 활동정도를 분석하여 특정부위의 근육 내부에서 일어나는 활동 이해